WO2024069966A1 - 多重殻タンク - Google Patents

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WO2024069966A1
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tank
pipe
shell
gas
inter
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PCT/JP2022/036793
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French (fr)
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宏之 武田
貴志 下垣
晴彦 冨永
悠平 小島
洋明 前田
Original Assignee
川崎重工業株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00—Vessels not under pressure
    • F17C3/02—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
    • F17C3/04—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by insulating layers

Definitions

  • This disclosure relates to the structure of a multi-shell tank that contains low-temperature liquefied gas.
  • a multi-shell tank is known as a tank for storing liquefied gas, which has an inner tank that stores the liquefied gas and an outer tank that surrounds the inner tank, with a heat-insulating layer provided between the inner and outer tanks.
  • Patent Document 1 discloses this type of multi-shell tank.
  • the multi-shell tank disclosed in Patent Document 1 comprises an inner tank for storing liquefied gas, an outer tank that houses the inner tank, and a thermal barrier layer made of insulating material disposed in the area between the inner tank and the outer tank.
  • the space between the inner and outer tanks is filled with the same gas as the vaporized gas of the liquefied gas contained in the inner tank, or with an inert gas.
  • an air supply and exhaust process is carried out in which the gas present between the inner and outer tanks is forcibly exhausted and new gas is introduced.
  • insulation materials, supporting materials, strength members, etc. that make up the thermal barrier are arranged, and there are places where gas does not flow easily.
  • the gas flow is likely to be stagnant in the places where gas does not flow easily between the inner and outer tanks, and there is a risk of the efficiency of the air supply and exhaust process decreasing.
  • the present disclosure has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide a technology that improves the efficiency of the air supply and exhaust process between tanks in a multi-shell tank that includes a first tank, a second tank surrounding the first tank, and a thermal barrier layer disposed between the first tank and the second tank and covering the first tank.
  • a multi-shell tank comprises: A first tank; a second tank surrounding the first tank; a thermal barrier layer disposed between the first tank and the second tank and covering an outer wall of the first tank; The thermal insulation layer is provided with a first opening disposed in a first inter-tank region between the first tank and the thermal insulation layer, and a first pipe for air supply or exhaust extending to the outside through the space between the tanks.
  • the present disclosure provides a technology that improves the efficiency of the air intake and exhaust process between tanks in a multi-shell tank that includes a first tank, a second tank surrounding the first tank, and a thermal barrier layer disposed between the first tank and the second tank and covering the first tank.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a schematic configuration of a multi-shell tank according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a tip portion of the first pipe.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of a first pipe and a second pipe having a shared portion.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a first pipe having a plurality of first openings arranged in an annular shape.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the first pipe having first openings both above and below the first tank.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a schematic configuration of a multi-shell tank 1 according to one embodiment of the present disclosure.
  • the multi-shell tank 1 shown in FIG. 1 is a tank that stores low-temperature liquefied gas L.
  • the liquefied gas L include liquefied hydrogen and liquefied natural gas.
  • the multi-shell tank 1 may be mounted on a floating structure such as a ship or marine structure, or may be installed at a land base.
  • the multi-shell tank 1 may be a cargo tank that stores liquefied gas L as cargo, or may be a fuel tank that stores liquefied gas L as fuel.
  • the multi-shell tank 1 is a double-shell tank including a first tank 21 that contains liquefied gas L and a second tank 22 that surrounds the first tank 21.
  • the first tank 21 and the second tank 22 are spaced apart in the radial direction of the multi-shell tank 1.
  • the multi-shell tank 1 according to the present disclosure is not limited to a double-shell tank, and may have three or more shells (i.e., tanks) with an additional tank outside the second tank 22.
  • the present disclosure can be applied to a multi-shell tank with three or more shells.
  • a heat insulating layer 24 is disposed between the first tank 21 and the second tank 22 in the space 23 between the tanks.
  • the heat insulating layer 24 covers the outer wall of the first tank 21 in the space 23 between the tanks, and suppresses heat input to the first tank 21.
  • the heat insulating layer 24 is composed of, for example, a heat insulating panel.
  • the multi-shell tank 1 is supported on the tank foundation 10 via supports 71 and 72.
  • the tank foundation 10 is, for example, the hull of a floating structure such as a ship or marine structure, or the concrete foundation of a land base.
  • the supports 71 and 72 are cylindrical bodies extending in a generally vertical direction, and mainly include a first skirt 71 that supports the first tank 21 and a second skirt 72 that supports the second tank 22.
  • the first skirt 71 is surrounded by the second skirt 72.
  • the upper end of the second skirt 72 is joined to the second tank 22, and the lower end of the second skirt 72 is fixed to the tank foundation 10.
  • the upper end of the first skirt 71 is joined to the first tank 21 at the tank gap 23.
  • the first skirt 71 passes through the tank gap 23, and the lower end of the first skirt 71 is fixed to the tank foundation 10. At the intersection of the first tank 21 and the first skirt 71, there is a narrow space between the first tank 21 and the first skirt 71, where the flow of gas is stagnant. In addition, at the intersection of the thermal insulation layer 24 that covers the first tank 21 and the first skirt 71, there is a narrow space surrounded by the thermal insulation layer 24 and the first skirt 71 where the flow of gas is stagnant.
  • first inter-tank area 25 the area between the first tank 21 and the thermal insulation layer 24
  • second inter-tank area 26 the area between the thermal insulation layer 24 and the second tank 22
  • first inter-tank area 25 the area between the thermal insulation layer 24 and the second tank 22
  • first inter-tank area 25 surrounding the first tank 21 and the second inter-tank area 26 surrounding the first inter-tank area 25 are formed in the inter-tank area 23.
  • the first inter-tank area 25 and the second inter-tank area 26 may be spaces that are connected to each other, or may be spaces that are independent of each other.
  • the first inter-tank area 25 may be formed in a gap provided between the outer wall of the first tank 21 and the thermal insulation layer 24, or may be formed by a gap or hole formed on the surface of the thermal insulation layer 24 facing the outer wall of the first tank 21.
  • the space inside this recess 25a is also included in the first inter-tank area 25.
  • each of the first intertank region 25 and the second intertank region 26 of the intertank 23 is filled with intertank gas G.
  • the intertank gas G is the same type of gas as the vaporized gas of the liquefied gas L, or an inert gas.
  • the liquefied gas L is liquid hydrogen
  • hydrogen gas is used as the intertank gas G.
  • nitrogen gas is used as the intertank gas G.
  • the multi-shell tank 1 is equipped with a first pipe 3 and a second pipe 4 for supplying air to the space between the tanks 23 and exhausting air from the space between the tanks 23.
  • the first pipe 3 and the second pipe 4 may be widely used for supply and exhaust processes involving exhausting air from and supplying air to the space between the tanks 23, such as filling the space between the tanks 23 with inter-tank gas G, gas replacement, cooling, and heating.
  • the first pipe 3 has a first opening 31 that opens into the first intertank region 25.
  • the first pipe 3 is mainly used for supplying air to and/or exhausting the first intertank region 25.
  • one system of first pipe 3 is used for both supplying air and exhausting air, but there may also be a first pipe 3 for an air supply system having a first opening 31 as an air supply port, and a first pipe 3 for an exhaust system having a first opening 31 as an exhaust port.
  • the first pipe 3 penetrates the second tank 22 and passes through the second inter-tank region 26 of the tank 23, and the first opening 31 provided at the tip portion 3a is located within the first inter-tank region 25.
  • FIG 2 is an enlarged view of the tip portion 3a of the first pipe 3.
  • the tip portion 3a of the first pipe 3 is provided with a first opening 31 that opens into the first inter-tank region 25.
  • the tip portion 3a of the first pipe 3 is supported on the first tank 21 by a first support member 36 fixed to the first tank 21.
  • the middle portion 3b of the first pipe 3 is disposed along the inner wall of the second tank 22 in the second inter-tank region 26, and is supported on the second tank 22 by a second support member 37 fixed to the second tank 22.
  • the first pipe 3 has an expandable section 38 between the tip section 3a supported by the first support member 36 and the middle section 3b supported by the second support member 37.
  • the expandable section 38 is, for example, made of a flexible hose.
  • the change in the relative positions of the tip section 3a and the middle section 3b of the first pipe 3 is absorbed by the expansion or contraction of the expandable section 38, and the stress generated in the first pipe 3, the stress generated at the joint between the first support member 36 and the first tank 21, and the stress generated at the joint between the second support member 37 and the second tank 22 are reduced.
  • the second pipe 4 has a second opening 41 that opens into the second intertank region 26.
  • the second pipe 4 is mainly used for supplying and exhausting air to and from the second intertank region 26.
  • the second pipe 4 is used for both supplying and exhausting air, but the second pipe 4 of the air supply system having the second opening 41 as an air supply port, and the second pipe 4 of the exhaust system having the second opening 41 as an exhaust port may also be provided.
  • the second pipe 4 penetrates the second tank 22 and passes through the second inter-tank region 26 of the tank 23, and the second opening 41 provided at the tip is disposed within the second inter-tank region 26.
  • the first pipe 3 and the second pipe 4 are independent pipes in the tank 23 of the multi-shell tank 1. However, the first pipe 3 and the second pipe 4 may share a part of the pipe.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the first pipe 3 and the second pipe 4 having a shared part.
  • a common pipe 30 that penetrates the second tank 22 and passes through the second inter-tank region 26 of the tank 23, a first branch pipe 35 connected to the common pipe 30 and having a first opening 31 at its tip, and a second branch pipe 45 connected to the common pipe 30 and having a second opening 41 at its tip.
  • the combination of the common pipe 30 and the first branch pipe 35 functions as the first pipe 3
  • the combination of the common pipe 30 and the second branch pipe 45 functions as the second pipe 4.
  • the first pipe 3 has at least one first opening 31 that opens in the height range where the first tank 21 and the second tank 22 overlap in the vertical direction.
  • the second pipe 4 has at least one second opening 41 that opens in the height range where the first tank 21 and the second tank 22 overlap in the vertical direction.
  • the insulating material, supporting material, strength members, etc. that make up the thermal barrier layer 24 are concentrated, and there are places where gas does not flow easily. It is preferable that the openings 31, 41 are located in such places where gas does not flow easily.
  • the first pipe 3 preferably has at least one first opening 31 arranged in a narrow portion sandwiched between the first tank 21 and the first skirt 71 at the intersection of the first tank 21 and the first skirt 71.
  • the second pipe 4 preferably has a second opening 41 arranged in a narrow portion sandwiched between the thermal insulation layer 24 and the first skirt 71 at the intersection of the thermal insulation layer 24 and the first skirt 71.
  • the flow of gas is more likely to be stagnant in narrow portions than in other portions, but supplying and/or exhausting air through the openings 31, 41 arranged in the narrow portions promotes the flow of gas in the narrow portions and improves the efficiency of the supply and exhaust process.
  • the first pipe 3 and the second pipe 4 join at a junction 50 located in an exposed location outside the multi-shell tank 1.
  • the junction 50 is connected to an air supply system or an exhaust system via a filter 34.
  • the filter 34 collects dust from the gas flowing through the first pipe 3 and the second pipe 4.
  • the air supply system is provided with an air supply blower and a gas source such as a cooling gas source, a heating gas source, a replacement gas source, or an inter-tank gas source.
  • the exhaust system is provided with, for example, an exhaust blower, a release tower that releases inter-tank gas G to the atmosphere outside the multi-shell tank 1 (i.e., the exposed location), and a fuel-using device that uses inter-tank gas G as fuel.
  • One of the air supply system and the exhaust system is connected to the junction 50, but the system connected between the air supply system and the exhaust system may be switchable by a switching valve.
  • the first pipe 3 and the second pipe 4 join at the junction 50, so that the gas supply and/or exhaust between the tanks 23 can be performed in one system, and the number of filters 34 and blowers can be reduced.
  • the first pipe 3 and the second pipe 4 are connected at the junction 50, so that the pressure in the first intertank region 25 and the second intertank region 26 is equalized, and the thermal barrier layer 24 can be prevented from floating up or being damaged.
  • each of the first pipe 3 and the second pipe 4 may be equipped with a filter 34 and a blower.
  • the temperature, pressure, or supply amount of the gas supplied to each of the first intertank region 25 and the second intertank region 26 can be independently adjusted, and the discharge amount from each of the first intertank region 25 and the second intertank region 26 can be independently adjusted.
  • Valves such as flow path switching valves and flow rate control valves that operate the first pipe 3 and the second pipe 4 may be concentrated at the junction 50 of the first pipe 3 and the second pipe 4. This allows the operator to operate the valves of the first pipe 3 and the second pipe 4 in a concentrated manner.
  • the first pipe 3 and the second pipe 4 have a sampling device 51 at an exposed location outside the multi-shell tank 1.
  • the sampling device 51 collects the gas discharged from the tank space 23 or the gas supplied to the tank space 23 and detects the concentration of the gas.
  • the sampling device 51 may be disposed at the junction 50 of the first pipe 3 and the second pipe 4.
  • the first pipe 3 illustrated in FIG. 1 has a first opening 31 disposed at the bottom and narrow portion of the inter-tank region 23, but preferably, the first pipe 3 has a plurality of first openings 31. More preferably, the plurality of first openings 31 are disposed in the first inter-tank region 25, dispersed on a substantially horizontal circumference surrounding the first tank 21. Gas supplied from the plurality of first openings 31 arranged in an annular shape is diffused substantially evenly in the first inter-tank region 25.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a first pipe 3 having a plurality of first openings 31 arranged in a ring shape.
  • the first pipe 3 shown in FIG. 4 includes a ring-shaped header pipe 32 and a plurality of nozzles 33 connected to the header pipe 32 and having the first openings 31 at their tips.
  • a combination of the header pipe 32 and the plurality of nozzles 33 may be provided in multiple stages in the vertical direction.
  • the second pipe 4 may have a plurality of second openings 41, and the plurality of second openings 41 may be distributed and arranged on a substantially horizontal circumference surrounding the first tank 21 in the second intertank region 26.
  • the configuration of the first pipe 3 having a plurality of first openings 31 and the configuration of the second pipe 4 having a plurality of second openings 41 are not limited to the example of FIG. 4.
  • the first pipe 3 illustrated in FIG. 5 includes a lower first pipe 3B having the first opening 31 arranged in the first intertank region 25 below the first tank 21, and an upper first pipe 3U having the first opening 31 arranged in the first intertank region 25 above the first tank 21.
  • the lower first pipe 3B and the upper first pipe 3U may be used simultaneously as an air supply pipe.
  • the lower first pipe 3B and the upper first pipe 3U may be used simultaneously as an exhaust pipe.
  • one of the lower first pipe 3B and the upper first pipe 3U may be used as an air supply pipe, and the other may be used as an exhaust pipe.
  • the first pipe 3 used as an exhaust pipe is connected to an exhaust system outside the multi-shell tank 1.
  • the first pipe 3 used as an air supply pipe is connected to an air supply system outside the multi-shell tank 1. Efficient supply and exhaust processing is possible by switching between the lower first pipe 3B and the upper first pipe 3U for supply and exhaust depending on the purpose of the supply and exhaust processing between the tanks 23 and the characteristics of the gas.
  • the second pipe 4 includes a lower second pipe 4B having a second opening 41 arranged in the second inter-tank region 26 below the first tank 21, and an upper second pipe 4U having a second opening 41 arranged in the second inter-tank region 26 above the first tank 21.
  • the lower second pipe 4B and the upper second pipe 4U may be used simultaneously as an air supply pipe.
  • the lower second pipe 4B and the upper second pipe 4U may be used simultaneously as an exhaust pipe.
  • one of the lower second pipe 4B and the upper second pipe 4U may be used as an air supply pipe and the other as an exhaust pipe.
  • the multi-shell tank 1 comprises: A first tank 21; a second tank 22 surrounding the first tank 21; a thermal barrier layer 24 disposed between the first tank 21 and the second tank 22 and covering the outer wall of the first tank 21;
  • the tank-to-tank region 25 has a first opening 31 between the first tank 21 and the thermal insulation layer 24, and is provided with a first piping 3 for air supply or exhaust that passes through the tank-to-tank region 23 and is extended to the outside.
  • the first piping 3 can be used to supply air to and/or exhaust air from the first inter-tank region 25. In this way, the supply and exhaust of air from the first inter-tank region 25 between the first tank 21 and the thermal barrier layer 24 can be actively performed, thereby making the supply and exhaust process between the tanks 23 more efficient.
  • the multi-shell tank 1 according to the second item of the present disclosure is the multi-shell tank 1 according to the first item, further comprising a support 71 joined to the outer wall of the first tank 21 between the tanks 23, and the first opening 31 is disposed in the narrow area between the first tank 21 and the support 71.
  • the narrow area between the first tank 21 and the support 71 is prone to gas flow stagnation, but the placement of the first opening 31 in this narrow area promotes gas flow. As a result, the supply and exhaust process between the tanks 23 can be made more efficient.
  • the multi-shell tank 1 according to the third item of the present disclosure is the multi-shell tank 1 according to the first or second item, in which the first pipe 3 has a plurality of first openings 31 that are distributed around the first tank 21 in the circumferential direction.
  • the flow of supply or exhaust air around the first tank 21 can be made uniform.
  • the multi-shell tank 1 according to the fourth item of the present disclosure is a multi-shell tank 1 according to any one of the first to third items, in which the tip portion 3a including the first opening 31 of the first pipe 3 is supported by a first support member 36 fixed to the outer wall of the first tank 21.
  • the multi-shell tank 1 according to the fifth item of the present disclosure is the multi-shell tank 1 according to the fourth item, in which the first pipe 3 has an expansion section 38 between the tanks 23.
  • the multi-shell tank 1 according to the sixth item of the present disclosure is a multi-shell tank 1 according to any one of the first to fifth items, in which the first pipe 3 is supported by a second support member 37 fixed to the inner wall of the second tank 22.
  • the first pipe 3 is laid between the tanks 23 using the inner wall of the second tank 22, which has less thermal shrinkage compared to the first tank 21, so that the first pipe 3 is stably supported.
  • the multi-shell tank 1 according to the seventh item of the present disclosure is a multi-shell tank 1 according to any one of the first to sixth items, in which the first pipe 3 has a plurality of first openings 31, and the plurality of first openings 31 includes a first opening 31 located above the first tank 21 and a first opening 31 located below the first tank 21.
  • the supply and exhaust treatment between the tanks 23 can be performed efficiently. Furthermore, if the first openings 31 located above the first tank 21 and the first openings 31 located below the first tank 21 can each be switched between supply and exhaust depending on the type of gas supplied to or exhausted from the tanks 23, the supply and exhaust treatment can be performed more efficiently.
  • the multi-shell tank 1 according to the eighth item of the present disclosure is a multi-shell tank 1 according to any one of the first to seventh items, further comprising a second opening 41 disposed in the second inter-tank region 26 between the thermal barrier layer 24 and the second tank 22 in the inter-tank region 23, and a second piping 4 for air supply or exhaust extending to the outside through the inter-tank region 23.
  • the supply and exhaust process of the inter-tank region 23 can be performed efficiently.
  • the multi-shell tank 1 according to the ninth item of the present disclosure is the multi-shell tank 1 according to the eighth item, in which the first pipe 3 and the second pipe 4 have a junction 50 located outside.
  • first pipe 3 and the second pipe 4 are connected at the junction 50, so that the pressure in the first intertank region 25 and the second intertank region 26 can be equalized.
  • first pipe 3 and the second pipe 4 are connected at the junction 50, so that the gas supply and/or exhaust between the tanks 23 can be performed in a single system.

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Abstract

多重殻タンクは、第１槽と、第１槽を囲む第２槽と、第１槽と第２槽の槽間に配置されて、第１槽の外壁を被覆する防熱層と、槽間において第１槽と防熱層との間の第１槽間領域に配置された第１開口部を有し、槽間を通って外部へ延出された給気用又は排気用の第１配管と、を備える。

Description

多重殻タンク
　本開示は、低温の液化ガスを収容する多重殻タンクの構造に関する。
　例えば液体水素などの低温の液化ガスを収容するタンクでは、液化ガスと外部との温度差が大きいことから、タンク内部での液化ガスの気化を抑制するために断熱性能の高い防熱層が要求される。そこで、液化ガスを収容するタンクとして、液化ガスを収容する内槽と、内槽を囲む外槽とを備え、内槽と外槽の間の内外槽間に防熱層を設けた多重殻タンクが知られている。例えば、特許文献１ではこの種の多重殻タンクが開示されている。
　特許文献１に開示の多重殻タンクは、液化ガスを貯留する内槽と、内槽を内部に収容する外槽と、内槽と外槽との槽間領域に配置された断熱材からなる防熱層とを備える。
国際公開第２０２０／２０２５７８号
　上記のような多重殻タンクにおいて、内槽に収容された液化ガスの気化ガスと同じガス、又は、不活性ガスが内外槽間に充填されたものがある。このような多重殻タンクでは、内外槽間のガス充填、ガス置換、冷却、及び、昇温の際に、内外槽間に存在している気体を強制的に排出し新たな気体を導入する給排気処理が行われる。内外槽間には、防熱層を構成する断熱材、支持材、及び強度部材等が配置されており、気体が流れにくい箇所が存在する。上記の内外槽間の給排気処理の際に、内外槽間の気体が流れにくい箇所ではガスの流れが滞りやすく、給排気処理の効率が低下するおそれがある。
　本開示は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、第１槽と、第１槽を囲む第２槽と、第１槽と第２槽の槽間に配置されて第１槽を被覆する防熱層とを備える多重殻タンクにおいて、槽間の給排気処理を効率化する技術を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る多重殻タンクは、
第１槽と、
前記第１槽を囲む第２槽と、
前記第１槽と前記第２槽の槽間に配置されて、前記第１槽の外壁を被覆する防熱層と、
前記槽間において前記第１槽と前記防熱層との間の第１槽間領域に配置された第１開口部を有し、前記槽間を通って外部へ延出された給気用又は排気用の第１配管と、を備えるものである。
　本開示によれば第１槽と、第１槽を囲む第２槽と、第１槽と第２槽の槽間に配置されて第１槽を被覆する防熱層とを備える多重殻タンクにおいて、槽間の給排気処理を効率化する技術を提供できる。
図１は、本開示の一態様に係る多重殻タンクの概略構成を示す垂直断面図である。 図２は、第１配管の先端部分の拡大図である。 図３は、共有部分を有する第１配管と第２配管の構成例を示す図である。 図４は、環状に並んだ複数の第１開口部を有する第１配管の構成例を示す図である。 図５は、第１槽の上方と下方の両方に第１開口を有する第１配管の構成例を示す図である。
　次に、図面を参照して本開示の実施の形態を説明する。図１は本開示の一態様に係る多重殻タンク１の概略構成を示す垂直断面図である。図１に示す多重殻タンク１は、低温の液化ガスＬを収容するタンクである。液化ガスＬとしては、液体水素や、液化天然ガスが例示される。多重殻タンク１は、船舶や海洋構造物などの浮体構造物に搭載されていてもよいし、陸上基地に設置されていてもよい。また、多重殻タンク１は、貨物としての液化ガスＬを収容する貨物タンクであってもよいし、燃料としての液化ガスＬを収容する燃料タンクであってもよい。
　多重殻タンク１は、液化ガスＬを収容する第１槽２１と、第１槽２１を囲む第２槽２２とを備える二重殻タンクである。第１槽２１と第２槽２２は多重殻タンク１の径方向に離間されている。但し、本開示に係る多重殻タンク１は、二重殻タンクに限定されず、第２槽２２の外側に更なる槽を備える３重以上の殻（即ち、槽）を有していてよい。本開示の第１槽２１及び第２槽２２の関係を、内外に隣接する２つの槽の関係として読み替えることにより、３重以上の多重殻タンクに本開示を適用できる。
　第１槽２１と第２槽２２の槽間２３には、防熱層２４が配置されている。防熱層２４は、槽間２３において第１槽２１の外壁を被覆しており、第１槽２１への入熱を抑制する。防熱層２４は、例えば、断熱パネルで構成されている。
　多重殻タンク１は、支持体７１，７２を介してタンク基礎１０に支持されている。タンク基礎１０は、例えば、船舶や海洋構造物などの浮体構造物の船体や、陸上基地のコンクリート基礎である。支持体７１，７２は、略上下方向に延びる筒体であって、主に第１槽２１を支持する第１スカート７１と、第２槽２２を支持する第２スカート７２とを含む。第１スカート７１は、第２スカート７２に包囲されている。第２スカート７２の上端は第２槽２２と接合されており、第２スカート７２の下端はタンク基礎１０に固定されている。第１スカート７１の上端は、槽間２３において第１槽２１と接合されている。第１スカート７１は槽間２３を通されて、第１スカート７１の下端はタンク基礎１０に固定されている。第１槽２１と第１スカート７１の交差部において、第１槽２１と第１スカート７１に挟まれた空間であって、気体の流動が滞る狭隘部が存在する。また、第１槽２１を被覆する防熱層２４と第１スカート７１の交差部において、防熱層２４と第１スカート７１に囲まれた空間であって、気体の流動が滞る狭隘部が存在する。
　ここでは、第１槽２１と防熱層２４との間を「第１槽間領域２５」と称し、防熱層２４と第２槽２２の間を「第２槽間領域２６」と称する。つまり、槽間２３には、第１槽２１を包囲する第１槽間領域２５と、第１槽間領域２５を包囲する第２槽間領域２６とが形成されている。第１槽間領域２５と第２槽間領域２６は連通された空間であってもよいし、互いに独立した空間であってもよい。第１槽間領域２５は、第１槽２１の外壁と防熱層２４の間に設けられた隙間に形成されていてもよいし、第１槽２１の外壁と対峙する防熱層２４の表面に形成された空隙や空孔によって形成されていてもよい。また、図２に示すように、防熱層２４の表面に他の部分よりも第１槽２１の外壁から後退した凹部２５ａが形成されている場合は、この凹部２５ａ内の空間も第１槽間領域２５に含まれる。
　図１に戻って、槽間２３の第１槽間領域２５及び第２槽間領域２６の各々には、槽間ガスＧが充填されている。槽間ガスＧは、液化ガスＬの気化ガスと同種のガス、又は、不活性ガスである。例えば、液化ガスＬが液体水素である場合は、槽間ガスＧとして水素ガスが採用される。また、例えば、液化ガスＬが液化天然ガスである場合には、槽間ガスＧとして窒素ガスが採用される。
　多重殻タンク１は、槽間２３への給気や、槽間２３からの排気のために第１配管３及び第２配管４を備える。第１配管３及び第２配管４は、槽間２３の槽間ガスＧの充填、ガス置換、冷却、及び、昇温などの、槽間２３からの排気と槽間２３への給気を伴う給排気処理に広く用いられてよい。
　第１配管３は、第１槽間領域２５に開口する第１開口部３１を有する。第１配管３は、主に、第１槽間領域２５の給気及び／又は排気に使用される。図１に示す例では、一系統の第１配管３が給気と排気の双方に使用されるが、給気口としての第１開口部３１を有する給気系統の第１配管３と、排気口としての第１開口部３１を有する排気系統の第１配管３とが夫々備えられていてもよい。
　第１配管３は、第２槽２２を貫通しており、槽間２３のうち第２槽間領域２６を通され、先端部分３ａに設けられた第１開口部３１は第１槽間領域２５内に配置されている。
　図２は、第１配管３の先端部分３ａの拡大図である。図２に示すように、第１配管３の先端部分３ａには、第１槽間領域２５に開口する第１開口部３１が設けられている。第１配管３の先端部分３ａは、第１槽２１に固定された第１支持部材３６によって第１槽２１に支持されている。第１配管３の中間部分３ｂは、第２槽間領域２６において第２槽２２の内壁に沿って配置されており、第２槽２２に固定された第２支持部材３７によって第２槽２２に支持されている。
　第１配管３は、第１支持部材３６で支持された先端部分３ａと、第２支持部材３７で支持された中間部分３ｂとの間に、伸縮部３８を有する。伸縮部３８は、例えば、フレキシブルホースで構成されている。第１槽２１に液化ガスＬが収容されると、第１配管３では、液化ガスＬの冷熱によって第１槽２１に支持された先端部分３ａと、第１槽２１に支持された中間部分３ｂとの相対的な位置が変化する。第１配管３の先端部分３ａと中間部分３ｂの相対的な位置の変化は、伸縮部３８が伸張又は収縮することで吸収されて、第１配管３に発生する応力、第１支持部材３６と第１槽２１の接合部に発生する応力、及び、第２支持部材３７と第２槽２２の接合部に発生する応力が軽減される。
　図１に戻って、第２配管４は、第２槽間領域２６に開口する第２開口部４１を有する。第２配管４は、主に、第２槽間領域２６の給排気処理に使用される。図１に例示された多重殻タンク１では、第２配管４は給気と排気の双方に使用されるが、給気口としての第２開口部４１を有する給気系統の第２配管４と、排気口としての第２開口部４１を有する排気系統の第２配管４とが夫々備えられていてもよい。
　第２配管４は、第２槽２２を貫通しており、槽間２３のうち第２槽間領域２６を通され、先端部分に設けられた第２開口部４１は第２槽間領域２６内に配置されている。第１配管３と第２配管４は、多重殻タンク１の槽間２３において互いに独立した配管である。但し、第１配管３と第２配管４は部分的に配管を共用していてもよい。図３は、共有部分を有する第１配管３と第２配管４の構成例を示す図である。図３に例示される多重殻タンク１は、第２槽２２を貫通して槽間２３のうち第２槽間領域２６を通された共通配管３０と、共通配管３０に接続されて先端に第１開口部３１を有する第１分岐管３５と、共通配管３０に接続されて先端に第２開口部４１を有する第２分岐管４５とを備える。ここで、共通配管３０及び第１分岐管３５の組み合わせが第１配管３として機能し、共通配管３０及び第２分岐管４５の組み合わせが第２配管４として機能する。
　図１に戻って、第１配管３は、第１槽２１と第２槽２２が上下方向に重複する高さ範囲に開口する少なくとも１つの第１開口部３１を有する。また、第２配管４は、第１槽２１と第２槽２２が上下方向に重複する高さ範囲に開口する少なくとも１つの第２開口部４１を有する。槽間２３において、特に、第１槽２１と第２槽２２が上下方向に重複する高さ範囲には、防熱層２４を構成する断熱材、支持材、及び強度部材等が集中的に配置されており、気体が流れにくい箇所が存在する。このような気体が流れにくい箇所に開口部３１，４１が配置されていることが好ましい。
　例えば、第１配管３は、第１槽２１と第１スカート７１の交差部において、第１槽２１と第１スカート７１に挟まれた狭隘部に配置された少なくとも１つの第１開口部３１を有することが好ましい。例えば、第２配管４は、防熱層２４と第１スカート７１の交差部において、防熱層２４と第１スカート７１に挟まれた狭隘部に配置された第２開口部４１を有することが好ましい。前述の通り、狭隘部は他と比較して気体の流動が滞りやすいが、狭隘部に配置された開口部３１，４１を通じて給気及び／又は排気が行われることによって、狭隘部の気体の流動が促進されて給排気処理の効率が向上する。
　第１配管３と第２配管４は、多重殻タンク１の外部の暴露された場所に配置された合流部５０で合流している。この合流部５０には、フィルタ３４を介して給気系統又は排気系統が接続される。フィルタ３４は、第１配管３及び第２配管４を流れる気体から粉塵を回収する。給気系統には、給気用の送風機と、冷却用ガス源、昇温用ガス源、置換用ガス源、又は、槽間ガス源などのガス源が設けられる。排気系統には、例えば、排気用送風機、多重殻タンク１の外部（即ち、暴露された場所）において槽間ガスＧを大気へ放出する放出塔、槽間ガスＧを燃料として使用する燃料使用機器などが設けられる。合流部５０には給気系統と排気系統のうち一方が接続されるが、給気系統と排気系統とのうち接続される系統が切替弁によって切り替え可能であってもよい。
　第１配管３と第２配管４とが合流部５０で合流していることで、槽間２３のガスの給気及び／又は排気を一つの系統で行うことができ、フィルタ３４や送風機の数を抑えることができる。また、合流部５０において第１配管３と第２配管４が連通されることで、第１槽間領域２５及び第２槽間領域２６の圧力が均圧化され、防熱層２４の浮き上がりや破損を防止できる。但し、第１配管３と第２配管４の各々がフィルタ３４と送風機とを備えていてもよい。この場合、第１槽間領域２５と第２槽間領域２６の各々に供給するガスの温度、圧力、又は供給量を独立して調整したり、第１槽間領域２５と第２槽間領域２６の各々からの排出量を独立して調整したりできる。
　第１配管３と第２配管４の合流部５０において、流路切替弁や流量調整弁などの第１配管３や第２配管４を操作する弁が集中して配置されていてよい。これにより、オペレータは第１配管３及び第２配管４の弁を集中して操作できる。
　第１配管３と第２配管４は、多重殻タンク１の外部の暴露された場所にサンプリング装置５１を有する。サンプリング装置５１は、例えば、槽間２３から排出されたガス又は槽間２３へ供給されるガスを採取して当該ガスの濃度を検出するものである。サンプリング装置５１は、第１配管３と第２配管４の合流部５０に配置されていてもよい。このように第１配管３及び第２配管４にサンプリング装置５１が設けられることによって、槽間２３へ給気されるガス又は槽間２３から排気されるガスの濃度を検出して、給気流量又は排気流量の調整を行うことができる。
　図１に例示する第１配管３は槽間２３の底部と狭隘部の各々に配置された第１開口部３１を有するが、好ましくは、第１配管３は複数の第１開口部３１を有する。更に好ましくは、複数の第１開口部３１は、第１槽間領域２５において、第１槽２１を囲む略水平な円周上に分散して配置されている。環状に並んだ複数の第１開口部３１から供給されたガスは、第１槽間領域２５で略均等に拡散する。
　図４は、環状に並んだ複数の第１開口部３１を有する第１配管３の構成例を示す図である。図４に例示された第１配管３は、リング状のヘッダ管３２と、ヘッダ管３２に接続されて先端に第１開口部３１を有する複数のノズル３３とを備える。また、ヘッダ管３２と複数のノズル３３の組み合わせが、上下方向に複数段設けられていてもよい。
　また、第１配管３と同様に、第２配管４は複数の第２開口部４１を有し、複数の第２開口部４１が第２槽間領域２６において第１槽２１を囲む略水平な円周上に分散して配置されていてよい。但し、複数の第１開口部３１を有する第１配管３の構成、及び、複数の第２開口部４１を有する第２配管４の構成は、図４の例に限定されない。
　図５は、第１槽２１の上方と下方の両方に第１開口部３１を有する第１配管３の構成例を示す図である。図５に例示された第１配管３は、第１槽２１よりも下方において第１槽間領域２５に配置された第１開口部３１を有する下部第１配管３Ｂと、第１槽２１よりも上方において第１槽間領域２５に配置された第１開口部３１を有する上部第１配管３Ｕとを含む。下部第１配管３Ｂと上部第１配管３Ｕは、同時に給気管として使用されてよい。また、下部第１配管３Ｂと上部第１配管３Ｕは、同時に排気管として使用されてよい。或いは、下部第１配管３Ｂと上部第１配管３Ｕは、一方が給気管として使用され、他方が排気管として使用されてよい。排気管として使用される第１配管３は、多重殻タンク１の外の排気系統と接続される。給気管として使用される第１配管３は、多重殻タンク１の外の給気系統と接続される。槽間２３の給排気処理の目的やガスの特性に応じて下部第１配管３Ｂと上部第１配管３Ｕの給気と排気を切り替えることによって、効率的な給排気処理が可能となる。
　また、第１配管３と同様に、第２配管４は、第１槽２１よりも下方において第２槽間領域２６に配置された第２開口部４１を有する下部第２配管４Ｂと、第１槽２１よりも上方において第２槽間領域２６に配置された第２開口部４１を有する上部第２配管４Ｕとを含む。下部第２配管４Ｂと上部第２配管４Ｕは、同時に給気管として使用されてよい。また、下部第２配管４Ｂと上部第２配管４Ｕは、同時に排気管として使用されてよい。或いは、下部第２配管４Ｂと上部第２配管４Ｕは、一方が給気管として使用され、他方が排気管として使用されてよい。
〔総括〕
　本開示に係る多重殻タンク１は、
第１槽２１と、
第１槽２１を囲む第２槽２２と、
第１槽２１と第２槽２２の槽間２３に配置されて、第１槽２１の外壁を被覆する防熱層２４と、
槽間２３において第１槽２１と防熱層２４との間の第１槽間領域２５に配置された第１開口部３１を有し、槽間２３を通って外部へ延出された給気用又は排気用の第１配管３と、を備えるものである。
　上記構成の多重殻タンク１では、第１配管３を使用して、第１槽間領域２５の給気及び排気の少なくとも一方を行うことができる。このように第１槽２１と防熱層２４の間の第１槽間領域２５の給排気が積極的に行われることで、槽間２３の給排気処理を効率化できる。
　本開示の第２の項目に係る多重殻タンク１は、第１の項目に係る多重殻タンク１において、槽間２３において第１槽２１の外壁と接合された支持体７１を更に備え、第１開口部３１は、第１槽２１と支持体７１に挟まれた狭隘部に配置されているものである。
　第１槽２１と支持体７１に挟まれた狭隘部はガスの流れが滞り易いが、この狭隘部に第１開口部３１が配置されることでガスの流動が促進される。この結果、槽間２３の給排気処理を効率化できる。
　本開示の第３の項目に係る多重殻タンク１は、第１又は２の項目に係る多重殻タンク１において、第１配管３は、第１槽２１の周りに周方向に分散して配置された複数の第１開口部３１を有するものである。
　複数の第１開口部３１が分散して配置されることで、第１槽２１の周囲への給気又は排気の流れを均一化できる。
　本開示の第４の項目に係る多重殻タンク１は、第１乃至３のいずれかの項目に係る多重殻タンク１において、第１配管３の第１開口部３１を含む先端部分３ａが、第１槽２１の外壁に固定された第１支持部材３６に支持されているものである。
　このように第１槽２１の外壁に第１配管３の先端部分３ａが支持されることで、第１槽２１が熱収縮した際の第１槽２１と第１開口部３１の相対的な位置の変化が抑えられる。
　本開示の第５の項目に係る多重殻タンク１は、第４の項目に係る多重殻タンク１において、第１配管３は、槽間２３において伸縮部３８を有するものである。
　これにより、第１槽２１と第２槽２２の熱収縮量の差によって、第１配管３において第１槽２１に支持された先端部分３ａと他の部分とに相対的な変位が生じた場合に伸縮部３８が伸縮することによって第１配管３に発生する応力が軽減される。
　本開示の第６の項目に係る多重殻タンク１は、第１乃至５のいずれかの項目に係る多重殻タンク１において、第１配管３は、第２槽２２の内壁に固定された第２支持部材３７に支持されているものである。
　このように、第１槽２１と比較して熱収縮の小さい第２槽２２の内壁を利用して槽間２３に第１配管３が敷設されることによって、第１配管３が安定して支持される。
　本開示の第７の項目に係る多重殻タンク１は、第１乃至６のいずれかの項目に係る多重殻タンク１において、第１配管３は複数の第１開口部３１を有し、複数の第１開口部３１は第１槽２１よりも上方に配置された第１開口部３１と、第１槽２１よりも下方に配置された第１開口部３１とを含むものである。
　第１槽２１よりも上方に配置された第１開口部３１と、第１槽２１よりも下方に配置された第１開口部３１のうち、一方を給気口とし他方を排気口とすることによって槽間２３の給排気処理を効率的に行うことができる。また、第１槽２１よりも上方に配置された第１開口部３１と第１槽２１よりも下方に配置された第１開口部３１の各々において、槽間２３へ供給又は排出されるガスの種類に応じて給気と排気とを各々切り替え可能とすれば、より効率的な給排気処理を行うことができる。
　本開示の第８の項目に係る多重殻タンク１は、第１乃至７のいずれかの項目に係る多重殻タンク１において、槽間２３において防熱層２４と第２槽２２との間の第２槽間領域２６に配置された第２開口部４１を有し、槽間２３を通って外部へ延出された給気用又は排気用の第２配管４を、更に備えるものである。
　槽間２３の第１槽間領域２５と第２槽間領域２６の各々において、給気及び／又は排気が行われることによって、槽間２３の給排気処理を効率的に行うことができる。
　本開示の第９の項目に係る多重殻タンク１は、第８の項目に係る多重殻タンク１において、第１配管３と第２配管４は、外部に配置された合流部５０を有するものである。
　このように第１配管３と第２配管４とが合流部５０で連通されていることで、第１槽間領域２５と第２槽間領域２６の圧力を均圧化できる。また、第１配管３と第２配管４とが合流部５０で連通されていることで、槽間２３のガスの給気及び／又は排気を一つの系統で行うことができる。
　以上の本開示の議論は、例示及び説明の目的で提示されたものであり、本開示を本明細書に開示される形態に限定することを意図するものではない。例えば、前述の詳細な説明では、本開示の様々な特徴は、本開示を合理化する目的で１つの実施形態に纏められているが、複数の特徴のうち幾つかが組み合わされてもよい。また、本開示に含まれる複数の特徴は、上記で論じたもの以外の代替の実施形態、構成、又は態様に組み合わされてもよい。

Claims (9)

  1. 　第１槽と、
    　前記第１槽を囲む第２槽と、
    　前記第１槽と前記第２槽の槽間に配置されて、前記第１槽の外壁を被覆する防熱層と、
    　前記槽間において前記第１槽と前記防熱層との間の第１槽間領域に配置された第１開口部を有し、前記槽間を通って外部へ延出された給気用又は排気用の第１配管と、を備える、
    多重殻タンク。
  2. 　前記槽間において前記第１槽の外壁と接合された支持体を更に備え、
    　前記第１開口部は、前記第１槽と前記支持体に挟まれた狭隘部に配置されている、
    請求項1に記載の多重殻タンク。
  3. 　前記第１配管は、前記第１槽の周りに周方向に分散して配置された複数の前記第１開口部を有する、
    請求項１又は２に記載の多重殻タンク。
  4. 　前記第１配管の前記第１開口部を含む先端部分が、前記第１槽の外壁に固定された第１支持部材に支持されている、
    請求項１乃至３のいずれか一項に記載の多重殻タンク。
  5. 　前記第１配管は、前記槽間において伸縮部を有する、
    請求項４に記載の多重殻タンク。
  6. 　前記第１配管は、前記第２槽の内壁に固定された第２支持部材に支持されている、
    請求項１乃至５のいずれか一項に記載の多重殻タンク。
  7. 　前記第１配管は複数の前記第１開口部を有し、複数の前記第１開口部は前記第１槽よりも上方に配置された前記第１開口部と、前記第１槽よりも下方に配置された前記第１開口部とを含む、
    請求項１乃至６のいずれか一項に記載の多重殻タンク。
  8. 　前記槽間において前記防熱層と前記第２槽との間の第２槽間領域に配置された第２開口部を有し、前記槽間を通って外部へ延出された給気用又は排気用の第２配管を、更に備える、
    請求項１乃至７のいずれか一項に記載の多重殻タンク。
  9. 　前記第１配管と前記第２配管は、前記外部に配置された合流部を有する、
    請求項８に記載の多重殻タンク。
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